Има много причини за вибрациите на двигателя и те са също така много сложни. Двигателите с повече от 8 полюса няма да причинят вибрации поради проблеми с качеството на производството на двигателя. Вибрациите са често срещани при 2–6-полюсни двигатели. Стандартът IEC 60034-2, разработен от Международната електротехническа комисия (IEC), е стандарт за измерване на вибрациите на въртящи се двигатели. Този стандарт определя метода за измерване и критериите за оценка на вибрациите на двигателя, включително гранични стойности на вибрациите, измервателни инструменти и методи за измерване. Въз основа на този стандарт може да се определи дали вибрациите на двигателя отговарят на стандарта.

Вредата от вибрациите на двигателя за двигателя

Вибрациите, генерирани от двигателя, ще съкратят живота на изолацията на намотките и лагерите, ще повлияят на нормалното смазване на лагерите, а вибрационната сила ще доведе до разширяване на изолационната междина, което ще позволи навлизането на външен прах и влага, което ще доведе до намалено съпротивление на изолацията и увеличен ток на утечка, и дори ще причини инциденти като повреда на изолацията. Освен това, вибрациите, генерирани от двигателя, могат лесно да причинят напукване на тръбите за охлаждаща вода и отваряне на заваръчните точки чрез вибрации. В същото време, това ще повреди товарните машини, ще намали точността на детайла, ще причини умора на всички механични части, които вибрират, и ще разхлаби или счупи анкерните винтове. Двигателят ще причини ненормално износване на въглеродните четки и контактните пръстени, и дори ще възникне сериозно запалване на четките и изгаряне на изолацията на колекторния пръстен. Двигателят ще генерира много шум. Тази ситуация обикновено се среща при DC двигатели.

Десет причини, поради които електродвигателите вибрират

1. Роторът, съединителят, съединителят и задвижващото колело (спирачното колело) са небалансирани.

2. Разхлабените скоби на сърцевината, разхлабените наклонени шпонки и щифтове, както и разхлабеното захващане на ротора, могат да причинят дисбаланс във въртящите се части.

3. Осевата система на свързващата част не е центрирана, централната линия не се припокрива и центрирането е неправилно. Основната причина за тази повреда е лошото подравняване и неправилният монтаж по време на монтажния процес.

4. Централните линии на частите на рамената са еднакви, когато са студени, но след известно време работа, централните линии се разрушават поради деформация на опорната точка на ротора, основата и др., което води до вибрации.

5. Зъбните колела и съединителите, свързани с двигателя, са дефектни, зъбните колела не се зацепват добре, зъбите на зъбните колела са силно износени, колелата са лошо смазани, съединителите са изкривени или неправилно подравнени, формата на зъбите и стъпката на зъбната муфа са неправилни, хлабината е твърде голяма или износването е силно, като всичко това ще причини определени вибрации.

6. Дефекти в самата конструкция на двигателя, като например овална шия, огънат вал, твърде голяма или твърде малка хлабина между вала и лагера, недостатъчна твърдост на леглото на лагера, основната плоча, част от основата или дори цялата основа на двигателя.

7. Проблеми с монтажа: двигателят и основната плоча не са здраво закрепени, болтовете на основата са разхлабени, лагерната седалка и основната плоча са разхлабени и др.

8. Ако разстоянието между вала и лагера е твърде голямо или твърде малко, това не само ще причини вибрации, но и ще доведе до ненормално смазване и температура на лагера.

9. Натоварването, задвижвано от двигателя, предава вибрации, като например вибрациите на вентилатора или водната помпа, задвижвани от двигателя, което кара двигателя да вибрира.

10. Неправилно окабеляване на статора на променливотоков двигател, късо съединение на роторната намотка на навит асинхронен двигател, късо съединение между навивките на възбуждащата намотка на синхронен двигател, неправилно свързване на възбуждащата намотка на синхронен двигател, счупен роторен прът на клетката на асинхронен двигател, деформация на роторното ядро, причиняваща неравномерна въздушна междина между статора и ротора, водеща до небалансиран магнитен поток във въздушната междина и по този начин до вибрации.

Причини за вибрации и типични случаи

Има три основни причини за вибрациите: електромагнитни причини; механични причини; и електромеханични смесени причини.

1. Електромагнитни причини

1. Захранване: трифазното напрежение е небалансирано и трифазният двигател работи с липсваща фаза.

2. Статор: Сърцевината на статора става елиптична, ексцентрична и хлабава; намотката на статора е счупена, заземена, късо съединение между намотките, неправилно свързана и трифазният ток на статора е небалансиран.

Например: Преди основния ремонт на запечатания вентилаторен двигател в котелното помещение, върху статорното ядро ​​беше открит червен прах. Имаше съмнение, че статорното ядро ​​е хлабаво, но това не беше в обхвата на стандартния основен ремонт, така че не беше обработено. След основния ремонт двигателят издаваше пронизителен крясъчен звук по време на пробното пускане. Неизправността беше отстранена след подмяна на статор.

3. Повреда на ротора: Сърцевината на ротора става елиптична, ексцентрична и хлабава. Роторният кожух и крайният пръстен са заварени, отворени, роторният кожух е счупен, намотката е неправилна, контактът на четката е лош и др.

Например: По време на работа на беззъбия двигател на трион в секцията за траверси, беше установено, че токът на статора на двигателя се колебае напред-назад и вибрациите на двигателя постепенно се увеличават. Според явлението, беше преценено, че лостът на клетката на ротора на двигателя може да е заварен и счупен. След разглобяване на двигателя беше установено, че има 7 пукнатини в лостовата клетка на ротора, като двете сериозни пукнатини са напълно счупени от двете страни и крайният пръстен. Ако не се открие навреме, може да причини сериозен инцидент с изгаряне на статора.

2. Механични причини

1. Моторът:

Небалансиран ротор, огънат вал, деформиран контактен пръстен, неравномерна въздушна междина между статора и ротора, несъответстващ магнитен център между статора и ротора, повреда на лагера, лош монтаж на фундамента, недостатъчна механична якост, резонанс, разхлабени анкерни винтове, повреден вентилатор на двигателя.

Типичен случай: След смяна на горния лагер на двигателя на кондензната помпа, треперенето на двигателя се увеличи, а роторът и статорът показаха леки признаци на повдигане. След внимателна проверка беше установено, че роторът на двигателя е повдигнат на грешна височина и магнитният център на ротора и статора не е подравнен. След повторно регулиране на капачката на винта на аксиалната глава, повредата с вибрациите на двигателя беше отстранена. След основен ремонт на двигателя на напречната лебедка, вибрациите винаги бяха големи и показваха признаци на постепенно увеличаване. Когато двигателят свали куката, се установи, че вибрациите на двигателя все още са големи и има голямо аксиално люлеене. След демонтаж се установи, че сърцевината на ротора е хлабава и балансът на ротора също е проблематичен. След смяна на резервния ротор, повредата беше отстранена и оригиналният ротор беше върнат в завода за ремонт.

2. Сътрудничество със съединител:

Съединителят е повреден, съединителят е лошо свързан, съединителят не е центриран, товарът е механично небалансиран и системата резонира. Валовата система на свързващата част не е центрирана, централната линия не се припокрива и центрирането е неправилно. Основната причина за тази повреда е лошото центриране и неправилният монтаж по време на монтажния процес. Съществува и друга ситуация, а именно, че централната линия на някои свързващи части е постоянна, когато са студени, но след известно време работа, централната линия се разрушава поради деформация на опорната точка на ротора, основата и др., което води до вибрации.

Например:

а. Вибрациите на двигателя на циркулационната водна помпа винаги са били големи по време на работа. Проверката на двигателя не е показала проблеми и всичко е нормално, когато е разтоварен. Помпата смята, че двигателят работи нормално. Накрая се установява, че центърът на подравняване на двигателя е твърде различен. След повторно подравняване на помпата, вибрациите на двигателя се елиминират.

b. След смяна на ролката на вентилатора за котелно помещение, двигателят генерира вибрации по време на пробната работа и трифазният ток на двигателя се увеличава. Всички вериги и електрически компоненти са проверени и няма проблеми. Накрая се установява, че ролката е неквалифицирана. След смяната вибрациите на двигателя се елиминират и трифазният ток на двигателя се връща към нормалното.

3. Електромеханични смесени причини:

1. Вибрациите на двигателя често се причиняват от неравномерна въздушна междина, което причинява едностранно електромагнитно напрежение, а едностранното електромагнитно напрежение допълнително увеличава въздушната междина. Този електромеханичен смесен ефект се проявява като вибрации на двигателя.

2. Аксиалното движение на струните на двигателя, поради собствената гравитация на ротора или нивото на монтаж и неправилния магнитен център, причинява електромагнитното напрежение, което води до аксиално движение на струните на двигателя, което води до увеличаване на вибрациите на двигателя. В тежки случаи валът износва основата на лагера, което води до бързо повишаване на температурата на лагера.

3. Зъбните колела и съединителите, свързани с двигателя, са дефектни. Тази повреда се проявява главно в лошо зацепване на зъбните колела, силно износване на зъбите на зъбните колела, лошо смазване на колелата, изкривени и неправилно подравнени съединители, неправилна форма на зъбите и стъпка на зъбната муфа, прекомерна хлабина или силно износване, което ще причини определени вибрации.

4. Дефекти в структурата на двигателя и проблеми с монтажа. Този дефект се проявява главно като елипсовидна шийка на вала, огънат вал, твърде голяма или твърде малка хлабина между вала и лагера, недостатъчна твърдост на леглото на лагера, основната плоча, част от основата или дори цялата основа на двигателя, хлабаво закрепване между двигателя и основната плоча, хлабави болтове на основата, хлабина между леглото на лагера и основната плоча и др. Твърде голямата или твърде малката хлабина между вала и лагера може не само да причини вибрации, но и ненормално смазване и температура на лагера.

5. Натоварването, задвижвано от двигателя, провежда вибрации.

Например: вибрацията на парната турбина на парогенератора, вибрацията на вентилатора и водната помпа, задвижвани от двигателя, причинявайки вибрациите на двигателя.

Как да открием причината за вибрациите?

За да елиминираме вибрациите на двигателя, първо трябва да открием причината за вибрациите. Само чрез откриване на причината за вибрациите можем да предприемем целенасочени мерки за елиминиране на вибрациите на двигателя.

1. Преди да изключите двигателя, използвайте виброметър, за да проверите вибрациите на всяка част. За частите с големи вибрации, тествайте подробно стойностите на вибрациите във вертикална, хоризонтална и аксиална посока. Ако анкерните винтове или винтовете на капака на лагера са разхлабени, те могат да бъдат затегнати директно. След затягане измерете размера на вибрациите, за да видите дали са елиминирани или намалени. Второ, проверете дали трифазното напрежение на захранването е балансирано и дали трифазният предпазител е изгорял. Еднофазната работа на двигателя може не само да причини вибрации, но и да доведе до бързо повишаване на температурата на двигателя. Наблюдавайте дали стрелката на амперметъра се люлее напред-назад. Когато роторът е счупен, токът се люлее. Накрая проверете дали трифазният ток на двигателя е балансиран. Ако се открият някакви проблеми, свържете се с оператора навреме, за да спрете двигателя и да избегнете изгарянето му.

2. Ако вибрациите на двигателя не се отстранят след отстраняване на повърхностния проблем, продължете с изключването на захранването, разхлабете съединителя, отделете товарните механизми, свързани към двигателя, и завъртете двигателя самостоятелно. Ако самият двигател не вибрира, това означава, че източникът на вибрациите е причинен от неправилно подравняване на съединителя или товарните механизми. Ако двигателят вибрира, това означава, че има проблем със самия двигател. Освен това, методът на изключване на захранването може да се използва, за да се определи дали причината е електрическа или механична. Когато захранването се прекъсне, двигателят спира да вибрира или вибрациите намаляват незабавно, което означава, че причината е електрическа, в противен случай става въпрос за механична повреда.

Отстраняване на неизправности

1. Проверка на електрическите причини:

Първо, определете дали трифазното постояннотоково съпротивление на статора е балансирано. Ако е небалансирано, това означава, че има отворен заваръчен шев в заваръчната част на статорната връзка. Разкачете фазите на намотката за проверка. Освен това, проверете дали има късо съединение между намотките в намотката. Ако повредата е очевидна, можете да видите следите от изгаряне по изолационната повърхност или да използвате инструмент за измерване на намотката на статора. След потвърждаване на късото съединение между намотките, намотката на двигателя отново се изключва от мрежата.

Например: двигател на водна помпа, двигателят не само вибрира силно по време на работа, но и има висока температура на лагерите. Тестът за малък ремонт установи, че съпротивлението на постоянния ток на двигателя е неквалифицирано и намотката на статора на двигателя има отворен заваръчен шев. След като повредата беше открита и отстранена чрез метода на елиминиране, двигателят работи нормално.

2. Ремонт на механични причини:

Проверете дали въздушната междина е равномерна. Ако измерената стойност надвишава стандартната, регулирайте отново въздушната междина. Проверете лагерите и измерете хлабината на лагера. Ако е неквалифицирана, сменете лагерите с нови. Проверете деформацията и хлабината на желязната сърцевина. Хлабината на желязната сърцевина може да се залепи и запълни с епоксидно лепило. Проверете вала, заварете отново огънатия вал или директно изправете вала и след това направете тест за балансиране на ротора. По време на пробния пуск след основен ремонт на вентилаторния двигател, двигателят не само вибрира силно, но и температурата на лагера надвишава стандартната. След няколко дни непрекъсната обработка, повредата все още не беше отстранена. Докато помагах за отстраняването ѝ, членовете на моя екип установиха, че въздушната междина на двигателя е много голяма и нивото на леглото на лагера е неквалифицирано. След като причината за повредата беше открита, хлабините на всяка част бяха регулирани отново и двигателят беше успешно тестван веднъж.

3. Проверете механичната част на товара:

Причината за повредата е свързана със свързващата част. В този случай е необходимо да се провери нивото на основата на двигателя, наклонът, здравината, правилното центриране, повредената муфа и съответствието на намотката на удължението на вала на двигателя.

Стъпки за справяне с вибрациите на двигателя

1. Изключете двигателя от товара, тествайте двигателя без товар и проверете стойността на вибрациите.

2. Проверете стойността на вибрациите на основата на двигателя съгласно стандарта IEC 60034-2.

3. Ако само една от вибрациите на четирите крака или двете диагонални крака надвишава стандарта, разхлабете анкерните болтове и вибрацията ще бъде квалифицирана, което показва, че подложката на крака не е здрава и анкерните болтове причиняват деформация и вибрации на основата след затягане. Поставете здраво подложката на крака, подравнете отново и затегнете анкерните болтове.

4. Затегнете и четирите анкерни болта на основата и ако стойността на вибрациите на двигателя все още надвишава стандартната. В този момент проверете дали съединителят, монтиран на удължението на вала, е наравно с рамото на вала. Ако не, възбуждащата сила, генерирана от допълнителната шпонка на удължението на вала, ще доведе до превишаване на хоризонталните вибрации на двигателя над стандартната стойност. В този случай стойността на вибрациите няма да надвишава твърде много и често може да намалее след скачване с хоста, така че потребителят трябва да бъде убеден да го използва.

5. Ако вибрациите на двигателя не надвишават стандарта по време на теста без товар, но надвишават стандарта при натоварване, има две причини: едната е, че отклонението в подравняването е голямо; другата е, че остатъчният дисбаланс на въртящите се части (ротор) на главния двигател и остатъчният дисбаланс на ротора на двигателя се припокриват фазово. След скачване, остатъчният дисбаланс на цялата валова система в едно и също положение е голям и генерираната възбуждаща сила е голяма, причинявайки вибрации. В този момент съединителят може да се освободи и единият от двата съединителя може да се завърти на 180°, след което да се скачи за тестване, като вибрациите ще намалеят.

6. Скоростта (интензитетът) на вибрациите не надвишава стандарта, но ускорението на вибрациите надвишава стандарта и лагерът може да бъде само сменен.

7. Роторът на двуполюсния двигател с висока мощност е с ниска твърдост. Ако не се използва дълго време, роторът ще се деформира и може да вибрира при повторно завъртане. Това се дължи на неправилно съхранение на двигателя. При нормални обстоятелства, двуполюсният двигател се съхранява по време на съхранение. Двигателят трябва да се стартира на всеки 15 дни, като всяко завъртане трябва да се направи поне 8 пъти.

8. Вибрациите на двигателя на плъзгащия лагер са свързани с качеството на сглобяване на лагера. Проверете дали лагерът има високи точки, дали входът за масло в лагера е достатъчен, дали силата на затягане на лагера, хлабината на лагера и магнитната централна линия са подходящи.

9. Като цяло, причината за вибрациите на двигателя може лесно да се прецени от стойностите на вибрациите в три посоки. Ако хоризонталните вибрации са големи, роторът е небалансиран; ако вертикалните вибрации са големи, основата на монтажа е неравна и лоша; ако аксиалните вибрации са големи, качеството на лагерния монтаж е лошо. Това е само проста преценка. Необходимо е да се вземе предвид действителната причина за вибрациите, като се вземат предвид условията на място и гореспоменатите фактори.

10. След динамично балансиране на ротора, остатъчният дисбаланс на ротора се е втвърдил върху него и не се променя. Вибрациите на самия двигател не се променят с промяната на местоположението и условията на работа. Проблемът с вибрациите може да се реши на място от потребителя. Като цяло не е необходимо динамично балансиране на двигателя при ремонт. С изключение на изключително специални случаи, като например гъвкава основа, деформация на ротора и др., е необходимо динамично балансиране на място или връщане в завода за обработка.

Anhui Mingteng Permanent Magnetic Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) производствена технология и възможности за осигуряване на качеството

Производствена технология

1. Нашата компания има максимален диаметър на люлеене от 4 м, височина от 3,2 метра и по-малко CNC вертикален струг, използван главно за обработка на основата на двигателя, за да се гарантира концентричността на основата, цялата обработка на основата на двигателя е оборудвана със съответни инструменти за обработка, нисковолтовият двигател използва технология за обработка „с падане на един нож“.

За изковаване на валове обикновено се използват легирани стомани 35CrMo, 42CrMo, 45CrMo, като всяка партида валове отговаря на изискванията на „Технически условия за изковаване на валове“ за изпитване на опън, удар, твърдост и други изпитвания. Лагерите могат да бъдат избрани според нуждите на SKF или NSK, както и други вносни лагери.

2. Материалът на постоянния магнит на ротора на двигателя с постоянен магнит на нашата компания е синтерован NdFeB с висока магнитна енергия и висока вътрешна коерцитивност. Конвенционалните марки са N38SH, N38UH, N40UH, N42UH и др., а максималната работна температура е не по-ниска от 150 °C. Проектирали сме професионални инструменти и направляващи приспособления за монтаж на магнитна стомана и качествено анализирали полярността на сглобения магнит по разумен начин, така че относителната стойност на магнитния поток на всеки слот магнит да е близка, което гарантира симетрията на магнитната верига и качеството на монтажа на магнитната стомана.

3. Роторното щанцоващо острие използва висококачествени щанцови материали като 50W470, 50W270, 35W270 и др., статорното ядро ​​на формиращата бобина използва тангенциален процес на щанцоване с улей, а роторното щанцоващо острие използва процеса на щанцоване на двойната матрица, за да се гарантира консистентността на продукта.

4. Нашата компания използва самостоятелно проектиран специален повдигащ инструмент в процеса на външно пресоване на статора, който може безопасно и плавно да повдигне компактния статор с външно налягане в основата на машината; При сглобяването на статора и ротора, машината за сглобяване на двигател с постоянен магнит е проектирана и пусната в експлоатация самостоятелно, което избягва повреда на магнита и лагера поради засмукването на магнита и ротора поради засмукването на магнита по време на сглобяването.

Възможност за осигуряване на качество

1. Нашият тестов център може да извърши пълноценно типово изпитване на двигатели с напрежение 10kV и мощност 8000kW с постоянни магнити. Тестовата система използва компютърно управление и режим на обратна връзка по енергията, което в момента е тестова система с водеща технология и солиден потенциал в областта на ултраефективните синхронни двигатели с постоянни магнити в Китай.

2. Ние сме създали стабилна система за управление и сме преминали сертификация по ISO9001 за система за управление на качеството и сертификация по ISO14001 за система за управление на околната среда. Управлението на качеството обръща внимание на непрекъснатото усъвършенстване на процесите, намалява ненужните връзки, увеличава способността за контрол на пет фактора като „човек, машина, материал, метод и околна среда“ и трябва да постигне „хората да използват по най-добрия начин своите таланти, да използват по най-добрия начин своите възможности, да използват по най-добрия начин своите материали, да използват по най-добрия начин своите умения и да се възползват по най-добрия начин от своята среда“.

Авторско право: Тази статия е препечатка на оригиналната връзка:

https://mp.weixin.qq.com/s/BoUJgXnms5PQsOniAAJS4A

Тази статия не представлява гледните точки на нашата компания. Ако имате различни мнения или възгледи, моля, поправете ни!